CN205785857U - 基于太阳能供电和4g无线通信的桥梁结构安全监测系统 - Google Patents
基于太阳能供电和4g无线通信的桥梁结构安全监测系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN205785857U CN205785857U CN201620470125.5U CN201620470125U CN205785857U CN 205785857 U CN205785857 U CN 205785857U CN 201620470125 U CN201620470125 U CN 201620470125U CN 205785857 U CN205785857 U CN 205785857U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bridge
- communication module
- solar
- sensor
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000004899 motility Effects 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Burglar Alarm Systems (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种基于太阳能供电和4G无线通信的桥梁结构安全监测系统，包括：传感器、信号采集仪、4G通信模块、云端服务器和独立供电系统，4G通信模块和独立供电系统均安装在桥梁现场，前者通过网线与信号采集仪连接并将电信号上传至云端服务器，后者由太阳能板、太阳能控制器和蓄电池组成，太阳能控制器通过线缆与传感器、信号采集仪和4G通信模块连接。本实用新型的有益之处在于：(1)采用4G通信模块，大大降低了系统的建设成本且避免了数据丢失严重的问题；(2)采用云端服务器，避免了监控中心设置的地域限制；(3)利用太阳能独立供电系统供电，避免了系统对市电的依赖，大大扩展了其应用的地域范围，尤其适合野外环境下的桥梁监测。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种桥梁结构安全监测系统，具体涉及一种基于太阳能供电和4G无线通信的桥梁结构安全监测系统。
背景技术
随着交通荷载的不断增大和时间的推移，桥梁在运营过程中，难免会产生老化、开裂等各种损伤，通过在桥梁上安装结构安全监测系统，可以实时感知桥梁的安全状态，并在结构发生损伤和异常时发出报警，确保桥梁的运营安全。
目前，桥梁结构安全监测的方法是在桥梁上的关键部位安装挠度、应变、振动等各类传感器，然后通过信号采集仪对传感器的数据进行采集，多个信号采集仪之间通过485总线或工业以太网的方式进行组网，最后将现场采集的数据通过光缆或通信运营商专网或GPRS传输至远程监控中心，在监控中心进行数据的存储、显示与分析，同时整个系统的供电由市电系统提供。
然而，很多桥梁都处于野外环境，所以现有的结构安全监测系统存在以下问题：
1、不具备给系统中传感器和采集设备供电的条件，接入市电电网的成本高；
2、桥梁现场距离监控中心通常非常遥远，采用光缆进行数据传输的方式，铺设光缆的代价巨大；也有采用通信运营商专网的方式接入，也需要进行线缆敷设施工，其成本依然较高，且协调难度大；
3、采用通信运营商专网的方式接入监控中心时，要求数据传输的终点即监控中心的位置是唯一且固定的，灵活性很低。
此外，由于桥梁实时监测产生的数据量较大，特别是视频数据和采样频率很高的振动数据，采用GPRS进行数据传输的方式，其带宽和传输速度不能够满足需求，数据丢失现象严重。
实用新型内容
为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于太阳能供电和4G无线通信的桥梁结构安全监测系统。
为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：
一种基于太阳能供电和4G无线通信的桥梁结构安全监测系统，包括：传感器和信号采集仪，二者均安装在桥梁现场，其中，传感器安装在桥梁上关键控制截面，并通过信号线缆与信号采集仪连接，其特征在于，还包括：4G通信模块、云端服务器和独立供电系统，
前述4G通信模块安装在桥梁现场，通过网线与信号采集仪连接，并将信号采集仪采集到的电信号上传至云端服务器；
前述云端服务器设置在云端，其接收4G通信模块上传的数据，并对数据进行处理、存储、分析与预警，使用者通过访问云端服务器即可实现对桥梁结构安全的在线监测；
前述独立供电系统安装在桥梁现场，由太阳能板、太阳能控制器和蓄电池组成，太阳能板将太阳能转化成电流，转化后的电流经太阳能控制器存储在蓄电池中，太阳能控制器通过线缆与传感器、信号采集仪和4G通信模块连接，给三者提供电能。
前述的桥梁结构安全监测系统，其特征在于，前述传感器包括：挠度传感器、应变传感器和振动传感器。
前述的桥梁结构安全监测系统，其特征在于，前述4G通信模块内插有SIM卡，前述SIM卡具有4G通信功能。
本实用新型的有益之处在于：
(1)用4G通信模块替代通信专网和光缆进行桥梁监测数据的传输，大大降低了桥梁结构安全监测系统的建设成本；用4G通信模块替代GPRS通信模块，避免了数据丢失严重的问题；
(2)采用云端服务器，将监控中心设置在云端，避免了监控中心设置的地域限制；
(3)利用太阳能独立供电系统为传感器、信号采集仪和4G通信模块供电，避免了桥梁结构安全监测系统对市电的依赖，大大扩展了其应用的地域范围，尤其适合野外环境下的桥梁的结构安全监测。
附图说明
图1是本实用新型的桥梁结构安全监测系统的组成原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。
参照图1，本实用新型的桥梁结构安全监测系统包括：传感器、信号采集仪、4G通信模块、云端服务器和独立供电系统。
1、传感器
传感器用于将桥梁物理变化转换为电信号，其包括：挠度传感器、应变传感器和振动传感器。这些传感器均安装在桥梁现场，具体安装在桥梁上关键控制截面，并通过信号线缆与信号采集仪连接。
2、信号采集仪
信号采集仪安装在桥梁现场，通过信号线缆与传感器连接。
信号采集仪同时还具有网线接口，网线接口用于与4G通信模块连接。
3、4G通信模块
4G通信模块安装在桥梁现场，其通过网线与信号采集仪连接，并将信号采集仪采集到的电信号上传至云端服务器。
4G通信模块内插有SIM卡，该SIM卡具有4G通信功能。
在本实用新型中，我们用4G通信模块替代通信专网和光缆进行桥梁监测数据的传输，大大降低了桥梁结构安全监测系统的建设成本；用4G通信模块替代GPRS通信模块，避免了数据丢失严重的问题。
4、云端服务器
云端服务器设置在云端，其接收4G通信模块上传的数据，并对数据进行处理、存储、分析与预警，使用者通过访问云端服务器即可实现对桥梁结构安全的在线监测。
在本实用新型中，我们采用了云端服务器，将监控中心设置在云端，避免了监控中心设置的地域限制。
5、独立供电系统
独立供电系统安装在桥梁现场，由太阳能板、太阳能控制器和蓄电池组成，太阳能板将太阳能转化成电流，转化后的电流经太阳能控制器存储在蓄电池中。
太阳能控制器通过线缆与传感器、信号采集仪和4G通信模块连接，给三者提供电能。
在本实用新型中，我们利用太阳能独立供电系统为传感器、信号采集仪和4G通信模块供电，避免了桥梁结构安全监测系统对市电的依赖，大大扩展了其应用的地域范围，尤其适合野外环境下的桥梁的结构安全监测。
本实用新型的桥梁结构安全监测系统，其安装和工作过程如下：
步骤1：在桥梁上关键控制截面安装挠度传感器、应变传感器、振动传感器等传感器；
步骤2：将各传感器通过信号线缆连接至信号采集仪；
步骤3：将信号采集仪与4G通信模块之间通过网线连接，并在4G通信模块中插入具有4G通信功能的SIM卡；
步骤4：在桥梁现场安装太阳能独立供电系统，具体的，将太阳能板与太阳能控制器连接，太阳能板转化后电流经太阳能控制器存储在蓄电池中，从太阳能控制器中引出线缆至各传感器、信号采集仪和4G通信模块，完成对传感器、信号采集仪、4G通信模块的供电；
步骤5：系统完成安装并供电后，安装在桥梁上的各类传感器将桥梁物理变化转换为电信号，信号采集仪对电信号进行采集并通过4G通信模块上传至云端服务器；
步骤6：云端服务器对数据进行处理、存储、分析与预警，使用者通过访问云端服务器即可实现对桥梁结构安全的在线监测。
需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。
Claims (3)
1.一种基于太阳能供电和4G无线通信的桥梁结构安全监测系统，包括：传感器和信号采集仪，二者均安装在桥梁现场，其中，传感器安装在桥梁上关键控制截面，并通过信号线缆与信号采集仪连接，其特征在于，还包括：4G通信模块、云端服务器和独立供电系统，
所述4G通信模块安装在桥梁现场，通过网线与信号采集仪连接，并将信号采集仪采集到的电信号上传至云端服务器；
所述云端服务器设置在云端，其接收4G通信模块上传的数据，并对数据进行处理、存储、分析与预警，使用者通过访问云端服务器即可实现对桥梁结构安全的在线监测；
所述独立供电系统安装在桥梁现场，由太阳能板、太阳能控制器和蓄电池组成，太阳能板将太阳能转化成电流，转化后的电流经太阳能控制器存储在蓄电池中，太阳能控制器通过线缆与传感器、信号采集仪和4G通信模块连接，给三者提供电能。
2.根据权利要求1所述的桥梁结构安全监测系统，其特征在于，所述传感器包括：挠度传感器、应变传感器和振动传感器。
3.根据权利要求1所述的桥梁结构安全监测系统，其特征在于，所述4G通信模块内插有SIM卡，所述SIM卡具有4G通信功能。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620470125.5U CN205785857U (zh) | 2016-05-20 | 2016-05-20 | 基于太阳能供电和4g无线通信的桥梁结构安全监测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620470125.5U CN205785857U (zh) | 2016-05-20 | 2016-05-20 | 基于太阳能供电和4g无线通信的桥梁结构安全监测系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205785857U true CN205785857U (zh) | 2016-12-07 |
Family
ID=58115652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201620470125.5U Expired - Fee Related CN205785857U (zh) | 2016-05-20 | 2016-05-20 | 基于太阳能供电和4g无线通信的桥梁结构安全监测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN205785857U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105910840A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-08-31 | 北京感知土木科技有限公司 | 基于太阳能供电和4g无线通信的桥梁结构安全监测系统 |
| CN108981575A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-12-11 | 卜明 | 一种在线激光位移检测仪 |
| CN113188436A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-07-30 | 吉林大学 | 一种基于仿生传感元件的桥梁应变及裂缝监测方法与装置 |
| TWI754895B (zh) * | 2020-02-15 | 2022-02-11 | 國立中興大學 | 無線動態應變之預力混凝土橋梁結構監測系統及監測方法 |
-
2016
- 2016-05-20 CN CN201620470125.5U patent/CN205785857U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105910840A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-08-31 | 北京感知土木科技有限公司 | 基于太阳能供电和4g无线通信的桥梁结构安全监测系统 |
| CN108981575A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-12-11 | 卜明 | 一种在线激光位移检测仪 |
| TWI754895B (zh) * | 2020-02-15 | 2022-02-11 | 國立中興大學 | 無線動態應變之預力混凝土橋梁結構監測系統及監測方法 |
| CN113188436A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-07-30 | 吉林大学 | 一种基于仿生传感元件的桥梁应变及裂缝监测方法与装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN205785857U (zh) | 基于太阳能供电和4g无线通信的桥梁结构安全监测系统 | |
| CN105910840A (zh) | 基于太阳能供电和4g无线通信的桥梁结构安全监测系统 | |
| CN201803742U (zh) | 一种输电线路覆冰在线监测装置 | |
| CN100538759C (zh) | 架空送电线路在线监测系统及方法 | |
| CN204495921U (zh) | 一种智能雷电防护在线监测预警系统 | |
| CN206450196U (zh) | 一种基于NB‑IoT通信的桥梁位移监测设备 | |
| CN101038186A (zh) | 一种对输电线路覆冰及舞动的在线预警装置 | |
| CN210222990U (zh) | 输电线路防风拉线在线监测系统 | |
| CN206450355U (zh) | 一种基于NB‑IoT通信的桥梁拉索索力监测设备 | |
| CN110763270A (zh) | 一种基于多种信息采集的输电线路塔杆工作状况监测系统 | |
| CN202757987U (zh) | 超高压输电线路在线智能综合监测系统 | |
| CN102841584A (zh) | 电缆隧道环境参数监测系统 | |
| CN201819698U (zh) | 监测架空线缆的覆冰状态的系统 | |
| CN101915596A (zh) | 监测架空线缆的覆冰状态的方法和系统 | |
| CN107560657A (zh) | 一种声屏障监测系统和方法 | |
| CN203981809U (zh) | 一种基于光传感器的绝缘子污秽在线监测系统 | |
| CN204286496U (zh) | 一种建筑施工污染在线监测仪器 | |
| CN204154335U (zh) | 一种粮仓温湿度远程监测系统 | |
| CN201083788Y (zh) | 雷电智能监测仪 | |
| CN204439130U (zh) | 一种输电线路状态在线监测系统 | |
| CN202632069U (zh) | 基于物联网的环保设备远程监控系统 | |
| CN203561865U (zh) | 一种分布式综合预警的监控数据采集系统 | |
| CN202275509U (zh) | 高压电缆及电缆隧道监控系统 | |
| CN103795052A (zh) | 一种数据信号线rs-485智能防雷器及方法 | |
| CN203840056U (zh) | 一种变电站防覆冰监测系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200513 Address after: 230000 No. 18 Jinzhai South Road, Shushan District, Hefei, Anhui. Patentee after: ANHUI EXPRESSWAY ENGINEERING TEST AND RESEARCH CENTER LLC Address before: 100022 Beijing City West Road No. 12 Chaoyang District Building No. 2 (national advertising Industrial Park incubator No. 26563) Patentee before: BEIJING SENSE CIVIL TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20161207 |